高效制备阳离子螺旋聚多肽及其抗菌活性研究

来源 :湘潭大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:doni123
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耐药菌的不断出现给人类的健康造成了严重的威胁。抗菌肽被认为是对抗耐药菌的有力武器。但这类材料的生产成本高、毒性大,制约了它的发展。阳离子聚多肽能模仿抗菌肽的结构和功能,通过结构参数调控获得兼具高抗菌活性和低毒性的抗菌聚多肽材料。高效可控的开环聚合制备方法为降低聚多肽材料制备成本提供了保障。本论文探索了二氨基引发剂在低极性溶剂中聚合N-羰基酸酐(NCA)单体的聚合条件,结合高效侧链改性的方法,获得了兼具高抗菌性能和低毒性的阳离子螺旋聚多肽抗菌材料。具体研究内容如下:在第二章中,通过由各种单胺或二胺引发剂引发CPBLG-NCA开环聚合,并随后以高接枝率进行侧基修饰,制备了一系列含咪唑鎓的阳离子螺旋多肽缀合物。CPBLG-NCA与胺引发剂在二氯甲烷/Na HCO3/H2O混合体系中的聚合,是快速而可控的ROP。我们发现,所得的带有咪唑碘鎓侧基的阳离子螺旋多肽在乙醇和去离子水中均显示出可逆的高临界溶液温度(UCST)型热响应特性,而带有四氟硼酸根离子的多肽只在PBS中显示出UCST性质。乙醇、去离子水和PBS溶液中的浊点温度(Tcp)可以通过分子量以及主链中的端基或连接基团进行调节。此外,阳离子螺旋多肽对金黄色葡萄球菌具有良好的抗菌活性和低溶血性。在第三章中,通过使用聚醚胺D-2000引发纯化或未纯化的CPBLG-NCA的超快开环聚合,合成了一系列具有氯原子基团和不同主链长度的三嵌段聚多肽(PPGn-PCPBLGm)。我们发现,具有90个聚合度的PPG34-PCPBLG90可以在300 s内反应完全。通过用Na N3亲核取代的PPGn-PCPBLGm并随后进行1,3-偶极环加成反应,可以轻松制备含N-丁基咪唑侧基的三嵌段阳离子螺旋聚多肽(PPGn-PILm)。PPGn-PILm在固态和水溶液中均采用α-螺旋构象。它们能自组装成纳米结构和阳离子胶束,对革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌(例如,金黄色葡萄球菌和大肠杆菌)均显示出高抗菌活性和低毒性。性能最佳的材料为PPG34-PIL70,即对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均表现出较低的最低抑菌浓度(MIC=25μg·m L-1)。在2×MIC下,它还对各种哺乳动物细胞系(即NIH 3T3和293T)显示出低毒性。
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